上个世纪五十年代,计算机的出现给数学和物理的基础学科的发展提供一次强劲的推动力。数学中众多的数值计算问题尤其是复杂而繁琐的计算都由计算机这个精确而快速的工具来代替人工计算。从而使以往人们认为不可能通过人脑在可接受的时间内完成的诸多计算问题都得到了满意的解决。在物理学科上,计算机的使用促进了物理尤其是核物理和量子物理等近代新兴分支的发展,原子弹爆炸、航天器发射等等都离不开计算机的使用。 伴随着计算机软件的发展,为数学中代数学科研究以及计算机理论研究注入新活力的代数系统软件出现在上个世纪的六十年代。它的高效计算能力以及操作方便等优点促使众多基础研究可以脱离大型机而在普通的个人电脑上完成,从而使得越来越多的科研工作者能够参与到基础学科的研究中,这使得二十世纪八九十年代成为基础学科硕果丰收的时期。 然而,从出现到现今所经历的这几十年的漫长发展过程后,计算机代数系统依然在许多方面还不成熟。通用计算机代数系统在面向不同基础研究学科的应用中显得越来越吃力。在当今网络和分布式技术日益成熟和广泛应用的环境下,设计一种高效的、可以跨学科、跨平台,并供多个终端用户同时使用的计算机代数系统就显得越来越重要。 本文针对计算机代数系统的设计思路进行了深入和细致的研究,分析了其中存在的不足,并针对不足之处提出了新的设计思路来设计和实现整个系统软件。同时,以此为基础开发出了一个面向多用户的网络计算平台。主要的工作和贡献如下: ①深入研究了常用的计算机代数系统的设计特点。 ②提出了一种新型计算机代数系统编译器的设计思路,即通过增设虚拟机的方式来实现计算机代数系统的编译器设计,从而减轻了编译器的总体设计复杂度;同时模块化的设计也更有利于系统的功能扩展和维护,提高了系统开发的效率。 ③编程实现了一个计算机代数系统,可以有效地对MAPLE编程语言进行理解和解析,并运行。采用国际上测试代数系统的benchmark进行测试,显示出令人满意的结果。